(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略中央部に配置された円柱状の回転軸と、
前記回転軸を回転自在に支承する該回転軸の両端部に設けられ前記回転軸に向けて静圧を供給するための一組の静圧軸受機構と、
前記回転軸を回転駆動させるモータ駆動部と、
前記静圧軸受機構の軸方向内側部に、該静圧軸受機構と各々近接して設けられた２つのポンプ機構と、
前記静圧軸受機構、前記ポンプ機構、及び前記モータ駆動部の外周部を覆い、その内部に前記回転軸と共に回転する回転部材を収容可能な収容空間を有するケース体と、
前記静圧軸受機構と前記ポンプ機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する大気連通孔及びこの大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の環状凹部を含み、前記ポンプ機構による前記収容空間の減圧を前記静圧軸受機構が供給する圧力にかかわらず維持するための圧力緩和部と、
を備えることを特徴とする真空モータ。
【請求項２】
略中央部に配置された円柱状の回転軸と、
前記回転軸を回転自在に支承する該回転軸の両端部に設けられ前記回転軸に向けて静圧を供給するための一組の静圧軸受機構と、
前記回転軸を回転駆動させるモータ駆動部と、
前記静圧軸受機構の軸方向内側部に、該静圧軸受機構と各々近接して設けられた２つのポンプ機構と、
前記静圧軸受機構と前記ポンプ機構との間に各々設けられた２つの逆流防止機構と、
前記静圧軸受機構、前記逆流防止機構、前記ポンプ機構、及び前記モータ駆動部の外周部を覆い、その内部に前記回転軸と一体的に回転する回転部材を収容可能な収容空間を有するケース体と、
前記静圧軸受機構と前記逆流防止機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する静圧用大気連通孔及びこの静圧用大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の静圧用環状凹部とからなる静圧用排出孔と、
前記逆流防止機構と前記ポンプ機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する減圧用大気連通孔及びこの減圧用大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の減圧用環状凹部とからなる減圧用排出孔と、
を備えることを特徴とする真空モータ。
【請求項３】
前記減圧用排出孔が、前記収容空間を減圧状態に保つことのできる圧力緩和部であることを特徴とする請求項２に記載の真空モータ。
【請求項４】
回転軸と一体的に回転する回転多面鏡を備える光偏向器において、
略中央部に配置された円柱状の回転軸と、
前記回転軸を回転自在に支承する該回転軸の両端部に設けられ前記回転軸に向けて静圧を供給するための一組の静圧軸受機構と、
前記回転軸を回転駆動させるモータ駆動部と、
前記静圧軸受機構の軸方向内側部に、該静圧軸受機構と各々近接して設けられた２つのポンプ機構と、
前記静圧軸受機構、前記ポンプ機構、及び前記モータ駆動部の外周部を覆い、その内部に前記回転軸と共に回転する回転部材を収容可能な収容空間を有するケース体と、
前記静圧軸受機構と前記ポンプ機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する大気連通孔およびこの大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の環状凹部を含み、前記ポンプ機構による前記収容空間の減圧を前記静圧軸受機構が供給する圧力にかかわらず維持するための圧力緩和部と、
を備えたことを特徴とする光偏向器。
【請求項５】
回転軸と一体的に回転する回転多面鏡を備える光偏向器において、
略中央部に配置された円柱状の回転軸と、
前記回転軸を回転自在に支承する該回転軸の両端部に設けられ前記回転軸に向けて静圧を供給するための一組の静圧軸受機構と、
前記回転軸を回転駆動させるモータ駆動部と、
前記静圧軸受機構の軸方向内側部に、該静圧軸受機構と各々近接して設けられた２つのポンプ機構と、
前記静圧軸受機構と前記ポンプ機構との間に各々設けられた２つの逆流防止機構と、
前記静圧軸受機構、前記逆流防止機構、前記ポンプ機構、及び前記モータ駆動部の外周部を覆い、その内部に前記回転軸と一体的に回転する回転部材を収容可能な収容空間を有するケース体と、
前記静圧軸受機構と前記逆流防止機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する静圧用大気連通孔およびこの静圧用大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の静圧用環状凹部とからなる静圧用排出孔と、
前記逆流防止機構と前記ポンプ機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する減圧用大気連通孔およびこの減圧用大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の減圧用環状凹部とからなる減圧用排出孔と、
を備えたことを特徴とする光偏向器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速回転を要求される真空モータ及びそれを備えた光偏向器に関する。特に、静圧軸受を有するモータ内部を減圧あるいは真空化することのできる真空モータ及びそれを備えた光偏向器に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータなどの回転体はその中心部分に回転軸を有しており、この回転軸を安定的に回転自在に支持するための機構を軸受という。この軸受の種類の１つである流体軸受には、外部から圧力を供給する「静圧軸受」と、軸の回転によって回転軸と軸受（固定軸）との間に存在する流体に動的な圧力を発生させる「動圧軸受」とが存在する。
【０００３】
従来から、光偏向器などのモータのように高速回転するモータとして、ロータ部を回転させることにより、ケースとカバー部材により密閉されたケース内の空気をケース外部へと排出し、このケース内を減圧或いは真空化することのできるポンプ機構を備えた動圧軸受を用いたモータ（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。
【０００４】
ここで、図９及び図１０を参照して従来の動圧軸受により回転自在に支持する真空モータを備えた光偏向器について簡単に説明する。図９は従来の真空モータを備えた光偏向器の断面図である。図１０は従来の真空モータを備えた光偏向器の空気の流れを説明するための断面図である。以下では各図で表わされる上下の方向をそれぞれ上及び下として説明する。
【０００５】
回転軸１０１は回転中心Ｃを中心として回転するように配置されている。回転軸１０１は、その内部の回転中心Ｃの軸方向に第２大気連通孔１０７を有している。第２大気連通孔１０７の上下端ともに密閉されている（下端は封止部材１１１で密閉されている）。さらに回転軸１０１は、回転軸１０１の軸方向の上下端から所定の距離の位置に、第２大気連通孔１０７から回転軸１０１の表面につながる複数の第１大気連通孔１０５を有している。第１大気連通孔１０５の回転軸１０１の表面の開口部には環状凹部１１３が設けられている。さらに回転軸１０１の表面はヘリングボーン溝１１４を有している。（図９では、内部の構成を説明するために回転軸１０１を判断面で示しているため、一部にのみへリングボーン溝１１４が記載されているが、実際には回転軸１０１の表面の回転方向の全周に亘って上下にヘリングボーン溝が形成されている。）このヘリングボーン溝１１４が形成された部分が、回転軸１０１、スリーブ（固定軸）１０２によって構成されるポンプ機構１１５となる。このポンプ機構１１５により、上部吸引口１３３及び下部吸引口１３５から空気が吸いこまれ、収容空間１３９を減圧もしくは真空に近い状態にする。さらに、スリーブ１０２は回転軸１０１を覆うように配置されており、スリーブ１０２の下端で第１基台１１７ａに固定されている。スリーブ１０２の図９における右下の部分には回転軸１０１の表面に通じる下部吸引口１３５及び連絡通路１３６を有している。また、スリーブ１０２の図９における左下の部分に外部の大気と連通する第３大気連通孔１０９を有している。さらに、上下の第１大気連通孔１０５の間にあたる回転軸１０１とスリーブ１０２とで構成される部分が動圧軸受機構１０３となる。ハブ１２６は回転軸１０１の上部に固定され、回転軸１０１を略中心部分まで覆う支持部材の途中に回転方向と直交する方向に向かって突出する回転多面鏡１２７を有している。さらに、駆動コイル１２３、及び駆動マグネット１２５によってモータを構成している。さらに、カバー部材１１９、第１基台１１７ａ、及び第２基台１１７ｂで覆われており、下部は底板１３１によって固定されている。また、カバー部材１１９の一部には光を取り入れる窓としてガラス１２１が配置されている。また、回転軸１０１や回転多面鏡１２７等の回転部材を軸方向（スラスト方向）に支持するスラスト軸受機構１２９が設けられている。
【０００６】
次に図１０を参照して空気の流れを説明する。モータを駆動することによって回転軸１０１が回転する。この回転によりポンプ機構１１５と動圧軸受機構１０３とが動作し、回転多面鏡１２７付近の空気を矢印１４１で表わすように回転軸１０１とスリーブ１０２が形成する隙間（クリアランス）の上下の端から吸い込み、吸い込まれた空気は、矢印１４２のように第１大気連通孔１０５、第２大気連通孔１０７、及び第３大気連通孔１０９を経由して外部に排出される。その一方で、矢印１４２と丁度逆向きに、第３大気連通孔１０９、第２大気連通孔１０７、及び第１大気連通孔１０５を経由して、矢印１４３ａ及び矢印１４３ｂのように動圧軸受機構１０３の中央部へと外気（空気）が送り込まれることにより、動圧軸受機構１０３の圧力が高くなっていく。この動圧軸受機構１０３により発生する動圧によって、回転軸１０１を径方向（ラジアル方向）に支持することができる。これにより、回転軸１０１を安定して回転させられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１０６５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の光偏向器に使われる真空モータは、回転部材の回転によって回転多面鏡（ポリゴンミラー）の周りの空気を外部へと排出し、ミラー室内を減圧していた。これは、２〜３万回転であれば大気圧でも使用可能であるが、５〜７万回転の場合には、ミラー室内の空気の影響で風切り音や風損が発生するため、その対策として減圧もしくは真空にしていたものであるが、近年では要求回転数がさらに上がり、１０万回転以上のモータが要求されてきている。
【０００９】
モータに、より高い回転数が求められた場合、良好な回転状態を維持するためには、軸受剛性を高める必要がある。そして、特許文献１に記載の軸受を採用した場合、軸受剛性を高めるには、回転軸及び軸受を長くしたり、回転軸及び軸受の径を大きくしたりする必要がある。ここで、軸受摩擦＝２πＲ３Ｌωμ／Ｃｒ，軸受損＝２πＲ３Ｌω２μ／Ｃｒ（Ｒ：軸受の半径、Ｌ：軸受の長さ、ω：回転軸の角速度、μ：空気の摩擦、Ｃｒ：クリアランス）、と表わされるが、高速回転では軸受の径や長さを大きくすると、軸の周りの空気と軸受との摩擦が大きくなり、エネルギー損失（軸受損）が増大してしまうという問題がある。
【００１０】
また、特許文献１に示されている動圧軸受を使用した光偏向器の場合、動圧軸受を構成する部材の軸方向の一方の端部から空気を取り入れる必要がある。例えば、図９の動圧軸受機構１０３のように、回転軸１０１の下方部を固定して支えている場合、回転軸１０１の一端だけが第１基台１１７ａに触れることになるため、モータの回転によって回転軸１０１で発生した熱は、その回転軸１０１を支えている下方部のみから放熱されることになるため、回転軸１０１の上下方向に温度むらが発生してしまい、回転軸１０１の熱膨張による変形量が位置（特に上下方向）によって異なることになる。そのため、回転軸１０１のクリアランスの変化にばらつきが生じ、安定した回転を妨げることになる。
【００１１】
さらに、特許文献１で用いられている動圧軸受は、回転軸と固定軸との間の隙間（クリアランス）を狭くする必要があるが、上述の式で分かるように、前記クリアランスが狭ければ空気との摩擦が増え発熱量も増加するため、動圧軸受では使用されるエネルギーを抑えることが困難である。
【００１２】
本発明の目的は、軸受部の流体摩擦によるエネルギー損失を抑え、安定した回転を維持するとともに、更なる高速回転を可能ならしめるモータ及びそれを用いた光偏向器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の真空モータは、略中央部に配置された円柱状の回転軸と、前記回転軸を回転自在に支承する該回転軸の両端部に設けられ前記回転軸に向けて静圧を供給するための一組の静圧軸受機構と、前記回転軸を回転駆動させるモータ駆動部と、前記静圧軸受機構の軸方向内側部に、該静圧軸受機構と各々近接して設けられた２つのポンプ機構と、前記静圧軸受機構、前記ポンプ機構、及び前記モータ駆動部の外周部を覆い、その内部に前記回転軸と共に回転する回転部材を収容可能な収容空間を有するケース体と、前記静圧軸受機構と前記ポンプ機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する大気連通孔及びこの大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の環状凹部を含み、前記ポンプ機構による前記収容空間の減圧を前記静圧軸受機構が供給する圧力にかかわらず維持するための圧力緩和部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２に記載の真空モータは、略中央部に配置された円柱状の回転軸と、前記回転軸を回転自在に支承する該回転軸の両端部に設けられ前記回転軸に向けて静圧を供給するための一組の静圧軸受機構と、前記回転軸を回転駆動させるモータ駆動部と、前記静圧軸受機構の軸方向内側部に、該静圧軸受機構と各々近接して設けられた２つのポンプ機構と、前記静圧軸受機構と前記ポンプ機構との間に各々設けられた２つの逆流防止機構と、前記静圧軸受機構、前記逆流防止機構、前記ポンプ機構、及び前記モータ駆動部の外周部を覆い、その内部に前記回転軸と一体的に回転する回転部材を収容可能な収容空間を有するケース体と、前記静圧軸受機構と前記逆流防止機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する静圧用大気連通孔及びこの静圧用大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の静圧用環状凹部とからなる静圧用排出孔と、前記逆流防止機構と前記ポンプ機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する減圧用大気連通孔及びこの減圧用大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の減圧用環状凹部とからなる減圧用排出孔と、を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータであって、前記減圧用排出孔が、前記収容空間を減圧状態に保つことのできる圧力緩和部であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に記載の光偏向器は、回転軸と一体的に回転する回転多面鏡を備える光偏向器において、略中央部に配置された円柱状の回転軸と、前記回転軸を回転自在に支承する該回転軸の両端部に設けられ前記回転軸に向けて静圧を供給するための一組の静圧軸受機構と、前記回転軸を回転駆動させるモータ駆動部と、前記静圧軸受機構の軸方向内側部に、該静圧軸受機構と各々近接して設けられた２つのポンプ機構と、前記静圧軸受機構、前記ポンプ機構、及び前記モータ駆動部の外周部を覆い、その内部に前記回転軸と共に回転する回転部材を収容可能な収容空間を有するケース体と、前記静圧軸受機構と前記ポンプ機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する大気連通孔およびこの大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の環状凹部を含み、前記ポンプ機構による前記収容空間の減圧を前記静圧軸受機構が供給する圧力にかかわらず維持するための圧力緩和部と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５に記載の光偏向器は、回転軸と一体的に回転する回転多面鏡を備える光偏向器において、略中央部に配置された円柱状の回転軸と、前記回転軸を回転自在に支承する該回転軸の両端部に設けられ前記回転軸に向けて静圧を供給するための一組の静圧軸受機構と、前記回転軸を回転駆動させるモータ駆動部と、前記静圧軸受機構の軸方向内側部に、該静圧軸受機構と各々近接して設けられた２つのポンプ機構と、前記静圧軸受機構と前記ポンプ機構との間に各々設けられた２つの逆流防止機構と、前記静圧軸受機構、前記逆流防止機構、前記ポンプ機構、及び前記モータ駆動部の外周部を覆い、その内部に前記回転軸と一体的に回転する回転部材を収容可能な収容空間を有するケース体と、前記静圧軸受機構と前記逆流防止機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する静圧用大気連通孔およびこの静圧用大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の静圧用環状凹部とからなる静圧用排出孔と、前記逆流防止機構と前記ポンプ機構との間に形成された、前記収容空間から前記ケース体の外部へと連通する減圧用大気連通孔およびこの減圧用大気連通孔の前記収容空間側の開口端に形成された円環状の減圧用環状凹部とからなる減圧用排出孔と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に記載の真空モータ及び光偏向器は、回転多面鏡を回転可能に収容する収容空間を減圧或いは真空化し、かつ静圧軸受を用いたモータにより該回転多面鏡を回転させる構成となっている。これにより、動圧軸受を用いたモータに比べて軸受剛性を高めることができるため、同じ軸受剛性を得る場合には、回転軸や静圧軸受機構の軸方向の長さを短くすることができ、モータを小型化することができる。また、径方向のクリアランスをより確保することができるため、軸受部の流動摩擦を軽減することができ、エネルギー損失を抑えることができる。
【００１９】
また、回転軸の軸方向の両端に静圧軸受を配しているため、回転軸を両持ち構造で支持することができ、静圧軸受の両側から放熱させることが可能となる。これにより、回転軸の軸方向の温度ムラを抑制することができ、軸受部材の不均一な変形、及びそれによるクリアランスのばらつきを抑えることができ、安定した回転を維持することができる。また、回転軸の両側から放熱するため、十分な放熱を行うことができ、モータ内部の温度上昇を抑えることができる。
【００２０】
さらに、静圧軸受を用いたことにより、クリアランスを大きくすることができるため、軸受部の流体摩擦を軽減することができるとともに、静圧軸受は外部から供給された空気（気体）が軸受内部を流れることになるため、軸受内部での冷却効果も期待できることから、よりモータの発熱を抑えることができる。したがって、使用されるエネルギーをさらに抑えることができる。
【００２１】
また、請求項１及び請求項３に記載の真空モータ、並びに請求項４に記載の光偏向器は、収容空間の圧力と、回転軸を支持するために送り込まれる高圧（静圧）空気の圧力との平衡をとるための圧力緩和部を設けた構成である。これにより、送り込まれた高圧に影響されることなく、収容空間内を低圧に保つことができる。したがって、収容空間内で回転する回転多面鏡の空気摩擦によるエネルギー損失や騒音をより確実に抑えることができる。
【００２２】
また、請求項２及び請求項３に記載の真空モータ、並びに請求項５に記載の光偏向器は、回転軸を支持するために送り込まれる高圧（静圧）空気の収容空間側への流れを遮断する逆流防止機構を設けた構成である。これにより、圧力緩和部を設けることなく、収容空間内を低圧に保つことができる。したがって、収容空間内で回転する回転多面鏡の空気摩擦によるエネルギー損失や騒音をより確実に抑えることができる。さらに、逆流防止機構と圧力緩和部とを併用した場合、静圧軸受機構から収容空間への空気の流れをより確実に遮断することができるため、収容空間内の圧力をさらに下げることができるとともに、静圧軸受の軸受剛性を高めるために、さらに供給圧力を高めるような場合であっても、確実に収容空間を減圧或いは真空化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
〔第１の実施形態〕
以下、この発明の第１の実施形態に係る光偏向器について説明する。図１は本実施形態に係る光偏向器の模式的な断面図である。以下の説明では、説明の都合上、図１における下方向を下、図１における上方向を上という。また、後述する静圧軸受機構３は円筒形をしているため図１に示すような断面においては左右対称である。さらに、本実施形態における光偏向器は、回転多面鏡１７、駆動コイル１５ａ、駆動マグネット１５ｂ、及びスラスト軸受機構１９を除いて、図１で上下が対象構造となっている。したがって、静圧軸受機構３も、上下対称な上部の静圧軸受機構３と下部の静圧軸受機構３とが存在する。そこで、以下では、特に上下左右を区別しない場合には静圧軸受機構３の図１における右上の部分を例に説明する。
【００２４】
第１の実施形態に係る光偏向器は、図１に示すように、回転中心Ｃを中心に回転する回転軸１Ａの表面に直接多角形状の平板である回転多面鏡１７が取り付けられている。また、回転軸１Ａの表面には駆動マグネット１５ｂが配置されている。この回転軸１Ａは動圧軸受機構により支持する場合と異なり、軸の内部に外部に連通する孔は存在しない構造である。さらに、後述するように回転軸１Ａは軸方向の上下端から所定距離はなれた表面に、ポンプ機構７を構成するヘリングボーン溝７ａを有している。そして、回転軸１Ａの両端部分の周りは静圧軸受機構３で覆われている。この静圧軸受機構３は回転軸１Ａの表面に沿った円筒形をしている。また、静圧軸受機構３と回転軸１Ａとの間には数ミクロンの隙間（クリアランス）を有している。この静圧軸受機構３により回転軸１Ａを支持する部分を静圧軸受部３ｃと称している。この静圧軸受部３ｃは上側で外部（大気）とつながっている。静圧軸受機構３は、外部から空気を取り込む静圧供給部３ａ、及び静圧供給部３ａから取り込まれた空気を静圧軸受部３ｃに排出する上下に並ぶ２つの孔である静圧吹出口３ｂを有する（すなわち、下側の静圧吹出口３ｂは、後述する大気連通孔５ａより軸方向に上側の位置に配置され、上側の静圧吹出口３ｂは下側の静圧吹出口３ｂより軸方向の上側の位置に配置される）。さらに、静圧軸受機構３は、下側の静圧吹出口３ｂの下に静圧軸受部３ｃと大気とを連通する大気連通孔５ａを有する。そして、静圧軸受機構３の内壁には、大気連通孔５ａと静圧軸受部３ｃとの連結部分に環状凹部５ｂが設けられている。この大気連通孔５ａ及び環状凹部５ｂとによって圧力緩和部５が構成されている。ここで大気連通孔５ａ及び環状凹部５ｂの構造を具体的に説明する。図２は図１の真空モータをII‐IIで切断し上から見た状態の図である。図２に示すように、環状凹部５ｂは静圧軸受機構３の内周の回転軸１Ａと直交する方向に沿って環状に設けられている。この環状凹部５ｂにより、後述するポンプ機構７により吸引された空気を、ケース体９の外部へと排出する際に、回転軸１Ａに対するラジアル方向の力を均一化する。すなわち、環状凹部５ｂが設けられている場合、この環状凹部５ｂを通じて周方向のどの位置においても、空気が流通することができるため、回転軸１Ａに対するラジアル方向の力を均一にすることができるが、環状凹部５ｂが設けられていない場合には、特定の場所においてのみ空気が流通するため、回転軸１Ａに対して不均一なラジアル方向の力が作用することになる。そして大気連通孔５ａは、その環状凹部５ｂのところどころに設けられている。この大気連通孔５ａは、回転軸１Ａを円周方向に三等分する箇所あるいはそれ以上の数で周方向に均等分割する位置に設けることにより、回転バランスを良好に保つことができる。なお、本実施形態では静圧軸受機構３の内壁に環状凹部５ｂを設けているが、これは回転軸１Ａの外壁に設けてもよい。
【００２５】
上部の静圧軸受機構３の下側には収容空間３１が設けられている。この収容空間３１には上から順に、上述した回転多面鏡１７、モータ駆動部１５、及びスラスト軸受機構１９が収められている。さらに、その収容空間３１の下には下部の静圧軸受機構３が配置されている。そして、上部の静圧軸受機構３と接続されるカバー部材１３Ａ、下部の静圧軸受機構３と接続される第１基台１１ａ、及びカバー部材１３Ａ及び第１基台１１ａと接続され回転多面鏡１７やモータ駆動部１５などを覆って収容空間３１を形成する第２基台１１ｂとで本実施形態における真空モータの外壁が構成されている。また、第１基台１１ａ及び第２基台１１ｂを合わせて単に基台１１という。以下では、第１基台１１ａ、第２基台１１ｂ、及びカバー部材１３Ａを合わせて単にケース体９という。ここで、本実施形態では、ケース体９と静圧軸受機構３を別のものとして形成しているが、これは一体のものとして形成してもよい。さらには、本実施形態のケース体９と静圧軸受機構３との境目は他の部分に位置することも可能である。これは、例えば、静圧軸受機構３を第１基台１１ａまで含むものとして形成することなどを指す。
【００２６】
モータ駆動部１５は、駆動コイル１５ａ及び駆動マグネット１５ｂで構成されている。駆動コイル１５ａは、電源に接続されている。駆動コイル１５ａに電流が流されることで磁界が発生する。駆動コイル１５ａには鉄心が配置されており、駆動コイル１５ａが発生する磁界を集中させ、発生する磁力を強くする。駆動コイル１５ａは、反対向きの電流が交互に流されることにより、Ｎ極からＳ極、Ｓ極からＮ極へと交互に磁界を変化させる。
【００２７】
駆動マグネット１５ｂは、永久磁石である。駆動マグネット１５ｂはＮ極の磁石とＳ極の磁石が交互に配置されている。駆動マグネット１５ｂは、駆動コイル１５ａが発生する磁界がＮ極とＳ極の変化を繰り返すことで、反発及び引きつけを繰り返すことで回転中心Ｃを中心として、回転軸１Ａを回転させる。
【００２８】
回転軸１Ａは、中心軸として回転中心Ｃを有する円柱状の部材である。回転軸１Ａ、上述のように駆動マグネット１５ｂと駆動コイル１５ａの作用により回転中心Ｃを中心に回転する。
【００２９】
図３はヘリングボーン溝を説明するための図である。図３は図１に示すポンプ機構７部分の回転軸１Ａの表面を周方向に展開した図である。回転軸１Ａは、図１のヘリングボーン溝７ａとして示されている部分の表面に、図３に示すようなヘリングボーン溝７ａが等間隔に複数設けられている。へリングボーン溝７ａは、図３のように軸方向にそって螺旋状の溝を構成している。回転軸１Ａが回転することで、ヘリングボーン溝７ａに沿って空気が収容空間３１から、該収容空間３１と反対側の部分に配置された環状凹部５ｂに排出される。これにより、収容空間３１の内部を略真空状態まで減圧することができる。すなわち、へリングボーン溝７ａが形成されている部分の回転軸１Ａ、及びこれ対向する固定軸（静圧軸受機構３）で形成されるポンプ部７ｂによって、収容空間３１から空気を吸い出し環状凹部５ｂに空気を排出するポンプ機構７が構成されている。また、本実施形態では、ポンプ機構７の長さは、収容空間３１から環状凹部５ｂの間の長さと一致しているが、収容空間３１から環状凹部５ｂの間の長さより短くすることもできる。ポンプ機構７の長さを短くすると、ポンプ効率が低下するため、ポンプ機構７の長さは、要求される収容空間３１内の圧力に基づいて決定されることが好ましい。このように、収容空間３１を減圧あるいは真空化することにより、後述する回転多面鏡１７の回転によって発生する空気摩擦による風損や風切り音（騒音）を低減することができる。
【００３０】
ここで、本実施形態ではポンプ機構７の軸流発生溝としてヘリングボーン溝７ａを用いているが、これは他のものでもよく、例えば、一条・二条等のスパイラル溝であってもよい。また、本実施形態ではポンプ機構７の軸流発生溝であるヘリングボーン溝７ａを回転軸１Ａの表面に形成しているが、これは対向する固定軸（静圧軸受機構３）の内壁に形成してもよい。
【００３１】
静圧軸受機構３は、上述したように静圧供給部３ａ、静圧吹出口３ｂ、静圧排出部３ｄ、及び圧力緩和部５が設けられている。
【００３２】
静圧供給部３ａに外部から４〜５気圧の高圧空気が送り込まれる。そして、上下の静圧吹出口３ｂの双方から静圧軸受部３ｃに向けて４〜５気圧の高圧空気が排出される。静圧軸受部３ｃの上側の静圧吹出口３ｂと下側の静圧吹出口３ｂとの間の部分では、上下の静圧吹出口３ｂの双方から高圧の空気が送られる。そして、静圧軸受部３ｃに供給された高圧空気（静圧）により回転軸１Ａを径方向（ラジアル方向）に支持する。これにより、回転ムラのない安定した回転軸１Ａの回転が維持される。そして、上下の静圧吹出口３ｂから排出された高圧空気の一方は静圧軸受部３ｃの上側に逃げ、静圧排出部３ｄから上側の外部に排出される。また、高圧空気の他方は静圧軸受部３ｃの下側に逃げ、環状凹部５ｂ、大気連通孔５ａを介して外部に排出される。
【００３３】
環状凹部５ｂは、一方からポンプ機構７によって排出された収容空間３１の空気が送り込まれ、他方から静圧軸受部３ｃに供給された高圧空気が送り込まれる。さらに、環状凹部５ｂは大気連通孔５ａを介して大気と連通している。そして、環状凹部５ｂ及び大気連通孔５ａで構成される圧力緩和部５において、ポンプ機構７から排出された空気の圧力と静圧軸受部３ｃから排出された空気の圧力の平衡がとられる。このように圧力緩和部５で圧力の平衡をとる理由は、圧力緩和部５が高圧になることでポンプ機構７の排出能力が低下し、収容空間３１を目標の圧力まで減圧あるいは真空化することができなくなることを防ぐためである。
【００３４】
ここで、圧力緩和部５による気圧の平衡を具体的に説明するために、まず第１の実施形態における圧力緩和部５において圧力を緩和するだけの十分な体積がない場合を説明する。そのような場合で、かつ大気連通孔５ａが小さい径を有する場合、静圧軸受部３ｃから排出された高圧空気により環状凹部５ｂの圧力が高くなり、ポンプ機構７の排出能力が低下してしまうため、収容空間３１を目標の圧力まで減圧あるいは真空化することができなくなってしまう。また、逆に大気連通孔５ａが大きい径を有する場合、ポンプ機構７から排出された空気及び静圧軸受部３ｃから排出された空気は、大気連通孔５ａを介して余裕を持って外部に排出されるため、環状凹部５ｂの圧力はおおよそ大気圧と同じ１気圧に保たれる。これにより、収容空間３１を目標の圧力まで減圧あるいは真空化することができる。
【００３５】
上述の様に、圧力緩和部５において圧力を緩和するだけの十分な体積を有しない場合、収容空間３１を目標の圧力まで減圧あるいは真空化することが困難になる。そのため、圧力を緩和するのに十分な体積を有する圧力緩和部５を配置することで、圧力の平衡をとるための余裕を設けて、容易に双方の圧力の平衡をとれるようにして、収容空間３１を目標の圧力まで減圧あるいは真空化できるようにしている。また、多少の圧力の変化が発生しても収容空間３１の圧力上昇を発生させないようにしている。したがって、圧力緩和部５は、ポンプ機構７の能力を低下させないような、大気連通孔５ａの径（断面積）や環状凹部５ｂの体積が必要となる。大まかには大気連通孔５ａの径を大きくして流路抵抗を減らすことができれば、環状凹部５ｂの体積は、さほど重要ではなくなる。
【００３６】
図４はポンプ機構７の働きをシミュレーションしたグラフの図である。このグラフの横軸は環状凹部５ｂのポンプ機構７の排出側付近の気圧（ｈＰａ）（ここでは、「容器内気圧」という。）である。また、このグラフの縦軸は収容空間３１内の気圧（ｈＰａ）（ここでは、「ミラー付近到達気圧」という）である。各折れ線グラフは静圧軸受部３ｃのクリアランスを変化させた場合のシミュレーション結果である。丸印で示された折れ線グラフ４０１はクリアランスを８μｍとした場合のシミュレーション結果であり、四角印で示された折れ線グラフ４０２はクリアランスを９μｍとした場合、三角印で示された折れ線グラフ４０３はクリアランスを１０μｍとした場合、バツ印で示された折れ線グラフ４０４はクリアランスを１１μｍとした場合の各々のシミュレーション結果である。クリアランス以外の条件は、ポンプ機構７の径が１６ｍｍ、長さが９ｍｍ、回転軸１Ａの回転数が１５００００ｒｐｍ、上述のへリングボーン溝７ａの溝幅比が０．５、溝の深さが１５μｍとしてシミュレーションしている。折れ線グラフ上の各点の状態が平衡のとれた状態である。例えば、折れ線グラフ４０１上の点４０５では、回転多面鏡１７の付近到達気圧がおおよそ１００ｈＰａで、容器内気圧がおおよそ１４７０ｈＰａで圧力の平衡がとれている。言い換えれば、環状凹部５ｂの圧力が１４７０ｈＰａであった場合、収容空間３１の圧力を１００ｈＰａまで減圧できることを示している。本実施形態では回転多面鏡１７の付近到達気圧を０．１ａｔｍ（１０１．３ｈＰａ）まで下げることが要求されているとした場合、グラフを参照すると、折れ線グラフ４０４に示すように、クリアランスが１１μｍでは本実施形態の要求仕様を満たすことができないことがわかる。また、折れ線グラフ４０３に示すように、クリアランスが１０μｍでは、容器内気圧をおおよそ１０５０ｈＰａ以下とすれば回転多面鏡１７の付近到達気圧を０．１ａｔｍ（１０１．３ｈＰａ）まで下げることができる。また、折れ線４０２に示すように、クリアランスが９μｍでは、容器内気圧をおおよそ１２９０ｈＰａ以下とすれば回転多面鏡１７の付近到達気圧を０．１ａｔｍ（１０１．３ｈＰａ）まで下げることができる。さらに、折れ線グラフ４０１に示すように、クリアランスが８μｍでは、容器内気圧がおおよそ１４６０ｈＰａ以下とすれば回転多面鏡１７の付近到達気圧を０．１ａｔｍ（１０１．３ｈＰａ）まで下げることができる。したがって、本実施形態では、要求仕様である回転多面鏡１７の付近到達気圧及びポンプ機構７のクリアランスに応じて、容器内気圧が上述の値を満たすような環状凹部５ｂの体積及び大気連通孔５ａの径それぞれの値を決定する。
【００３７】
回転多面鏡１７は、外形が多角形の辺により構成され、その各辺にミラー（鏡面）を有しており、回転軸１Ａが回転することで回転中心Ｃを中心として回転する。
【００３８】
ケース体９は、収容空間３１における回転多面鏡１７が配置されている高さの一部にガラス１４が配置されている。このガラス１４を外部からの光が通過して回転している回転多面鏡１７に入射し、回転に応じて角度を変えて反射することで偏向走査を行う。
【００３９】
スラスト軸受機構１９は、回転軸１Ａの表面を一周するように配置されたリング状の第１リングマグネット１９ａ、及び前述の第１リングマグネット１９ａと相対する位置に、第２基台１１ｂの内側を一周するように配置されたリング状の第２リングマグネット１９ｂの２つの永久磁石で構成されている。スラスト軸受機構１９は、第１リングマグネット１９ａと第２リングマグネット１９ｂとの吸引力により回転軸１Ａの軸方向の支持を行うものである。このスラスト軸受機構１９は他の構成でもよい。例えば、スラスト軸受機構１９は、第１リングマグネット１９ａと第２リングマグネット１９ｂとの反発力を複数用いて、それぞれの吸引力と反発力を利用する構成でもよい。また、スラスト軸受機構１９は、第１リングマグネット１９ａと外側第２リングマグネット１９ｂの一方を永久磁石で、他方を磁性体で構成してもよい。
【００４０】
次に、図５を参照して、本実施形態に係る光偏向器における空気の流れをまとめて説明する。図５は本実施形態に係る光偏向器における空気の流れを説明するための図である。
【００４１】
外部から供給される高圧空気が、矢印５０１のように静圧供給部３ａから静圧吹出口３ｂを通じて静圧軸受部３ｃへと送り込まれる。
【００４２】
静圧供給部３ａに供給された高圧空気のうち、上側の静圧吹出口３ｂを通過した空気の一方は矢印５０２のように静圧排出部３ｄを介して外部に排出される。また、上側の静圧吹出口３ｂを通過した空気の他方は、矢印５０３のように下側の静圧吹出口３ｂの方向に排出される。
【００４３】
静圧供給部３ａに供給された高圧空気のうち、下側の静圧吹出口３ｂを通過した空気の一方は矢印５０４のように静圧吹出口３ｂの方向に排出される。また、下側の静圧吹出口３ｂを通過した空気の他方は、矢印５０５のように環状凹部５ｂに排出される。
【００４４】
矢印５０２乃至５０５で示された高圧空気の流れにより静圧軸受部３ｃが構成され、回転軸１Ａを支持することができる。
【００４５】
回転軸１Ａが回転することによりポンプ機構７が動作し、収容空間３１の空気は、矢印５０６のようにポンプ機構７を介して環状凹部５ｂに排出される。これにより、収容空間３１を減圧あるいは真空化することができ、回転軸１Ａが継続して回転することにより、減圧あるいは真空化状態を維持することができる。
【００４６】
環状凹部５ｂを満たす空気は、矢印５０７のように外部に排出されていく。そして、矢印５０５で環状凹部５ｂに送り込まれる空気、矢印５０６で環状凹部５ｂに送り込まれる空気、及び矢印５０７で外部に排出される空気の３つの空気の流れにより、環状凹部５ｂの中の空気は大気圧と同等の圧力で平衡状態を維持する。
【００４７】
以上で説明したように、本実施形態に係る光偏向器は、静圧軸受を使用したモータで構成されている。このため、静圧軸受は同等のサイズの動圧軸受を使用した場合と比較して軸受剛性が高いため、動圧軸受を使用した時よりも長さの短い軸受あるいは径の小さい軸受などを使用しても、同程度の軸受剛性を得ることができる。そして、前述したように、軸受損（Ｗ）は２πＲ３Ｌω２μ／Ｃｒで求められるため、軸受の径と長さを小さくすることで、同じ回転数でも軸受損を小さくすることができる。また、動圧軸受のクリアランスは２〜３μｍ程度であるのに対して、静圧軸受のクリアランスは９〜１０μｍ程度であることから、静圧軸受は動圧軸受と比較してクリアランスを大きくすることができるため、前述の式から同じ回転数の場合、軸受損を非常に小さくすることができる。したがって、静圧軸受を使用することで、エネルギー損失を抑えられ、より小さなエネルギーで稼働させることが可能となる。
【００４８】
また、前述したように、静圧軸受は動圧軸受に比べクリアランスが大きいため、熱膨張などによるクリアランス変化の影響を受け難い。したがって、静圧軸受を使用した本実施形態に係る光偏向器ではクリアランスの管理が容易となり、加工コストを低減することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係る光偏向器は、静圧軸受機構の両側がケースに固定された両持ち構造になっている。このため、軸受の両側で放熱することができ、十分な放熱効果を得ることができる。また、静圧軸受を使用することで、軸受部に空気の流れが発生するため、空気の流れによる放熱効果も期待でき、全体的な放熱効率を向上させることができる。
【００５０】
さらに、本実施形態に係る光偏向器は、ポンプ機構から排出される空気の圧力と静圧吹出口から排出される空気の圧力との平衡をとるために圧力緩和部が設けられている。これにより、容易に各々の圧力の平衡をとることができため、静圧軸受機構へ供給する高圧空気（静圧）の圧力変化にも容易に対応することができる。したがって、エネルギー効率を高め、安定した回転を維持するとともに、更なる高速回転を達成することができる。
【００５１】
〔第２の実施形態〕
以下、この発明の第２の実施形態に係る光偏向器について説明する。図６は本実施形態に係る光偏向器の模式的な断面図である。以下の説明では、説明の都合上、図６における下方向を下、図６における上方向を上という。
【００５２】
本実施形態に係る光偏向器は、第１の実施形態に係る光偏向器における大気連通孔５ａを静圧用大気連通孔２３ａ及び減圧用大気連通孔２５ａの２つに分け、さらに環状凹部５ｂを静圧用環状凹部２３ｂ及び減圧用環状凹部２５ｂの２つに分けている。ここで、静圧用大気連通孔２３ａ及び静圧用環状凹部２３ｂをまとめて静圧用排出孔２３という。また、減圧用大気連通孔２５ａ及び減圧用環状凹部２５ｂをまとめて減圧用排出孔２５という。そして、静圧用環状凹部２３ｂから減圧用環状凹部２５ｂへと空気が移動しないように逆流防止機構２１を設けた構成である。そこで、以下では静圧用排出孔２３、減圧用排出孔２５、及び逆流防止機構２１を主に説明する。また、本実施形態において第１の実施形態と同一の符合が付されている部材は同一の機能を有するものである。
【００５３】
本実施形態に係る光偏向器における静圧軸受機構３も第１の実施形態と同様に回転軸１Ｂの周囲を覆う筒状の部材であるため、その断面は左右対称である。また、本実施形態に係る静圧軸受機構３も第１の実施形態と同様に収容空間３１の上下にそれぞれ配置されているが、それらは同一の機構を有するものである。そこで、以下の説明では右上の部分の静圧軸受機構３を例に説明する。静圧軸受機構３は、まず、内側面に上から上側の静圧吹出口３ｂ、下側の静圧吹出口３ｂを有する。そして、上下の静圧吹出口３ｂはそれぞれ外部の大気と静圧供給部３ａを介して連通している。さらに、静圧軸受機構３は、下側の静圧吹出口３ｂより下の内側面に静圧用環状凹部２３ｂを有している。そして、静圧用環状凹部２３ｂは静圧用大気連通孔２３ａで外部の大気と連通している。さらに、静圧軸受機構３は、静圧用環状凹部２３ｂから下方向に所定距離離れた内側面に減圧用環状凹部２５ｂを有する。そして、減圧用環状凹部２５ｂは減圧用大気連通孔２５ａで外部の大気と連通している。すなわち、静圧用大気連通孔２３ａは、減圧用大気連通孔２５ａに対して収容空間３１と反対側の位置に設けられている。これら、静圧用環状凹部２３ｂ及び減圧用環状凹部２５ｂのいずれも、図２に示される第１の実施形態の環状凹部５ｂと同様に、静圧軸受機構３の内壁の回転中心Ｃと直交する方向に沿って環状に設けられている。
【００５４】
回転軸１Ｂは、静圧用環状凹部２３ｂと減圧用環状凹部２５ｂとの間に位置する表面部分にヘリングボーン溝２１ａを有している。このヘリングボーン溝２１ａが形成されている回転軸１Ｂ及びこれと対向する固定軸（静圧軸受部３ｃ）との間で形成される逆流防止ポンプ部２１ｂによって逆流防止機構２１が構成される。この逆流防止機構２１は、回転軸１Ｂが回転することにより、減圧用環状凹部２５ｂの内部の空気を静圧用環状凹部２３ｂに送る機構である。すなわち、ポンプ機構７と同様の作用を行うものである。したがって、本実施形態に係る逆流防止機構２１は静圧軸受部３ｃからの高圧が確実に遮断できるポンプ能力を有していることが好ましい。ここで、本実施形態では静圧用環状凹部２３ｂと減圧用環状凹部２５ｂとの間の間隔とヘリングボーン溝２１ａを設けた逆流防止機構２１の長さを一致させているが、この距離は短くてもよく、逆流防止機構２１に要求される空気の移動量に合わせて長さを決定することが好ましい。この逆流防止機構２１により、静圧軸受部３ｃから静圧用環状凹部２３ｂに排出された高圧空気が、ポンプ機構７によって排出される収容空間３１の空気と直接触れることを回避できる。これにより、静圧軸受部３ｃから排出される高圧空気とポンプ機構７によって排出される空気との間で直接圧力の平衡をとる必要がなくなる。
【００５５】
減圧用環状凹部２５ｂには、ポンプ機構７により収容空間３１の内部の空気が排出される。また、減圧用環状凹部２５ｂの内部の空気は、逆流防止機構２１により静圧用環状凹部２３ｂへ送出される一方で、減圧用環状凹部２５ｂは減圧用大気連通孔２５ａによって大気と連通しているため、減圧用環状凹部２５ｂ内部の圧力が低い場合には外部から空気を吸気し、内部の圧力が高い場合には外部に空気を排出する。
【００５６】
本実施形態の場合、逆流防止機構２１により、静圧軸受部３ｃで排出された高圧の空気の減圧用環状凹部２５ｂへの流入を遮断することができるため、収容空間３１を確実に減圧あるいは真空化することができる。
【００５７】
そして、減圧用環状凹部２５ｂは、第１の実施形態における環状凹部５ｂと同様に静圧軸受機構３の内壁の回転方向の全周に亘って設けられている。そして、減圧用環状凹部２５ｂ、回転方向の全周に亘って均一な圧力を回転軸１Ｂにかけることができる。このように、本実施形態における減圧用環状凹部２５ｂは減圧用大気連通孔２５ａからの排気によって回転軸１Ｂの周りの空気圧のばらつきが発生しないための空間である。したがって、減圧用環状凹部２５ｂは減圧用大気連通孔２５ａからの排気の影響を緩和できる大きさであればよい。
【００５８】
静圧用環状凹部２３ｂには、逆流防止機構２１により減圧用環状凹部２５ｂの空気が送出される。また、静圧用環状凹部２３ｂには、静圧軸受部３ｃからの高圧空気が排出される。そして、静圧用環状凹部２３ｂの内部の空気は、静圧用大気連通孔２３ａによって外部に排出される。ここで、静圧用環状凹部２３ｂの空気は、逆流防止機構２１によって減圧用環状凹部２５ｂに流れ込まないようになっている。そのため、静圧用環状凹部２３ｂの内部の圧力を大気圧に近づける必要はないため、静圧用大気連通孔２３ａの径の大きさの調整が容易となる。
【００５９】
そして、静圧用環状凹部２３ｂ及び減圧用環状凹部２５ｂともに、第１の実施形態における環状凹部５ｂと同様に静圧軸受機構３の内壁の回転方向の全周に亘って設けられている。これにより、静圧軸受部３ｃは回転方向の全周に亘って均一な圧力を回転軸１Ｂにかけることができる。また、本実施形態では逆流防止機構２１によって静圧軸受部３ｃからの高圧空気が確実に遮断されるように設計されている。そのため、本実施形態における静圧用環状凹部２３ｂは静圧用大気連通孔２３ａからの排気によって回転軸１Ｂの周りの空気圧のばらつきが発生しないための空間となる。したがって、静圧用環状凹部２３ｂは静圧用環状凹部２３ｂからの排気の影響を緩和できる体積を有すればよい。
【００６０】
また、本実施形態ではカバー部材１３Ｂの一部に第１の実施形態におけるガラス１４を記載していないが、実際には本実施形態でも第１の実施形態と同様にカバー部材１３Ｂの一部に光を入出射させるガラスが配置されている。
【００６１】
次に、図７を参照して、本実施形態に係る光偏向器における空気の流れを説明する。図７は本実施形態に係る光偏向器における空気の流れを説明するための図である。
【００６２】
外部から供給される高圧空気が、矢印７０１のように静圧供給部３ａを介して、上下の静圧吹出口３ｂから排出される。
【００６３】
上側の静圧吹出口３ｂを通過した空気の一方は矢印７０２のように静圧排出部３ｄを介して外部に排出される。また、上側の静圧吹出口３ｂを通過した空気の他方は、矢印７０３のように下側の静圧吹出口３ｂの方向に排出される。
【００６４】
下側の静圧吹出口３ｂを通過した空気の一方は矢印７０４のように上側の静圧吹出口３ｂの方向に排出される。また、下側の静圧吹出口３ｂを通過した空気の他方は、矢印７０５のように静圧用環状凹部２３ｂに排出される。
【００６５】
矢印７０２乃至７０５で示された高圧空気の流れにより静圧軸受部３ｃが構成され、回転軸１Ｂを支持することができる。
【００６６】
回転軸１Ｂが回転することによりポンプ機構７が動作し、収容空間３１の空気は、矢印７０６のようにポンプ機構７を介して減圧用環状凹部２５ｂに排出される。これにより、収容空間３１を減圧あるいは真空化することができ、回転軸１Ｂが継続して回転することにより、減圧あるいは真空状態を維持することができる。
【００６７】
減圧用環状凹部２５ｂの空気の一方は、矢印７０７のように逆流防止機構２１によって、静圧用環状凹部２３ｂに送出される。また、減圧用環状凹部２５ｂの空気の他方は、矢印７０９のように外部に排出される、もしくは逆に外部から吸気を行う。
【００６８】
そして、静圧用環状凹部２３ｂの内部の空気は、矢印７０８のように外部に排出される。
【００６９】
以上で説明したように、本実施形態に係る光偏向器においては、収容空間３１を減圧あるいは真空化するポンプ機構７と、静圧軸受機構３との間に、逆流防止機構２１が設けられた構成になっている。このような構成にしたことで、収容空間３１から排出される空気と静圧軸受部３ｃから排出される空気とは完全に分離され、両者の圧力の平衡をとる必要がなくなる。これにより、静圧用環状凹部２３ｂの体積及び減圧用環状凹部２５ｂの体積、並びに静圧用大気連通孔２３ａの径（断面積）の大きさ及び減圧用大気連通孔２５ａの径（断面積）の大きさの調整が容易になる。したがって、本発明の第１の実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、真空モータの設計が容易となる。
【００７０】
〔第３の実施形態〕
以下、この発明の第３の実施形態に係る光偏向器について説明する。図８は本実施形態に係る光偏向器の模式的な断面図である。以下の説明では、説明の都合上、図８における下方向を下、図８における上方向を上という。
【００７１】
本実施形態に係る光偏向器は、第２の実施形態に係る光偏向器における静圧用環状凹部２４ｂ及び静圧用大気連通孔２４ａで構成される静圧用排出孔２４に静圧軸受部３ｃからの高圧を緩和する機能を持たせた構成である。そこで、以下では静圧用排出孔２４を主に説明する。また、本実施形態において第２の実施形態と同一の符合が付されている部材は同一の機能を有するものである。
【００７２】
本実施形態に係る第２の実施形態と同様に、静圧用環状凹部２４ｂには、逆流防止機構２１により減圧用環状凹部２５ｂの空気が排出される。また、第２の実施形態と同様に、静圧用環状凹部２４ｂには、静圧軸受部３ｃからの高圧の空気が排出される。さらに、第２の実施形態と同様に静圧用環状凹部２４ｂの内部の空気は、静圧用大気連通孔２４ａによって外部に排出される。ここで、静圧用環状凹部２４ｂの空気は、逆流防止機構２１によって減圧用環状凹部２５ｂに流れ込まないようになっている。
【００７３】
さらに、静圧用環状凹部２４ｂは、送り込まれる空気圧と排出される空気圧の圧平衡をとり、静圧用環状凹部２４ｂの内部の空気を大気圧に近づける体積を有する。これにより、逆流防止機構２１のポンプ能力で賄いきれない高圧が静圧軸受部３ｃから排出された場合にも、静圧用排出孔２４によって圧平衡がとられ大気圧に近づけることができる。これにより、逆流防止機構２１の機能と相まって、静圧用環状凹部２４ｂから減圧用環状凹部２５ｂへの静圧軸受部３ｃから排出された高圧空気の流れを確実に遮断することが可能となる。ここで、本実施形態においても、静圧用環状凹部２４ｂの体積及び静圧用大気連通孔２４ａの径の大きさを調整することで、静圧用排出孔２４の内部の空気の圧力を大気圧に近づけることができる。
【００７４】
そして、減圧用環状凹部２５ｂ及び静圧用環状凹部２４ｂともに、第１の実施形態における環状凹部５ｂと同様に静圧軸受機構３の内壁の回転方向の全周に亘って設けられている。これにより、静圧軸受部３ｃは回転方向の全周に亘って均一な圧力を回転軸１Ｂにかけることができる。
【００７５】
以上のように、本実施形態に係る光偏向器においては、静圧用環状凹部２４ｂ及び静圧用大気連通孔２４ａを有する静圧用排出孔２４を、流入する空気の圧力と排出する空気の圧力の平衡をとり略大気圧に抑える体積を有する構成にしている。これにより、逆流防止機構２１の機能を超える圧力の空気が送り込まれても、減圧用環状凹部２５ｂにその高圧の空気が送り込まれることを確実に防止することができる。したがって、第２の実施形態以上に空気の流れを遮断することができため、本発明の第１の実施形態、第２の実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、回転部材のイナーシャ（慣性エネルギー）が大きくなるなど、静圧軸受機構の軸受剛性がより必要とされる場面で、静圧軸受機構に供給する空気の圧力をさらに高めても、確実に収容空間を減圧あるいは真空化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１の実施形態に係る光偏向器の断面図
【図２】図１における光偏向器をII‐IIで切断したものを上からみた平面図
【図３】ヘリングボーン溝を説明するための図
【図４】第１の実施形態における真空ポンプの働きのシミュレーション結果を示す図
【図５】第１の実施形態に係る光偏向器の空気の流れを説明するための断面図
【図６】第２の実施形態に係る光偏向器の断面図
【図７】第２の実施形態に係る光偏向器の空気の流れを説明するための断面図
【図８】第３の実施形態に係る光偏向器の断面図
【図９】従来の光偏向器の一例を示す断面図
【図１０】従来の光偏向器の空気の流れを説明するための断面図
【符号の説明】
【００７７】
１Ａ、１Ｂ  回転軸
３  静圧軸受機構
３ａ  静圧供給部
３ｂ  静圧吹出口
３ｃ  静圧軸受部
３ｄ  静圧排出部
５  圧力緩和部
５ａ  大気連通孔
５ｂ  環状凹部
７  ポンプ機構
７ａ  へリングボーン溝
７ｂ  ポンプ部
９  ケース体
１１  基台
１１ａ  第１基台
１１ｂ  第２基台
１３Ａ、１３Ｂ  カバー部材
１４  ガラス
１５  モータ駆動部
１５ａ  駆動コイル
１５ｂ  駆動マグネット
１７  回転多面鏡
１９  スラスト軸受機構
１９ａ  第１リングマグネット
１９ｂ  第２リングマグネット
２１  逆流防止機構
２１ａ  へリングボーン溝
２１ｂ  逆流防止ポンプ部
２３、２４  静圧用排出孔
２３ａ、２４ａ  静圧用大気連通孔
２３ｂ、２４ｂ  静圧用環状凹部
２５  減圧用排出孔
２５ａ  減圧用大気連通孔
２５ｂ  減圧用環状凹部
３１  収容空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図４】
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